OFFRE DE THESE A L'ISTO D'ORLEANS

 

Solubilité des volatils dans les basaltes

Aux échelles de temps géologiques, la construction des réservoirs superficiels en carbone, hydrogène, oxygène, soufre et azote passe par la mise en place d’un pipeline magmatique connectant l’intérieur de la planète, le manteau, à la surface. La capacité de ce pipeline magmatique à transférer efficacement ces volatils vers l’atmosphère dépend essentiellement des conditions redox (fO2), la pression (P) et la température (T). Des conditions optimum pour le transfert des volatils vers la surface existent probablement dans cet espace des paramètres mais nos connaissances sur le comportement de l’azote et du soufre magmatique sont trop fragmentaires pour les prédire. La thèse visera donc à déterminer les solubilités et spéciations, dans les systèmes magmatiques de type basalte, de l’azote en priorité et du soufre une fois la partie azote aboutie. Il est important de noter que les avancées attendues s’appliqueront également à d’autres domaines phares des géosciences : (i) les questions immédiates posées par la composition chimique des gaz telle que révélée par la surveillance des systèmes volcaniques et (ii) aux interrogations de la communauté des ressources minérales et métalliques, puisque le comportement du soufre magmatique dicte celui des métaux de base (Ni, Cu ect…) et des métaux critiques tels que les platinoïdes.
Cette thèse vient en soutient du projet GASTON (PRC-ANR 2018-PI Fabrice Gaillard) et du projet PLANEX (EQUIPEX-2012-PI Bruno Scaillet). FG sera directeur de thèse.

Dans ce cadre collaboratif, l'étudiant travaillera aussi avec des laboratoires partenaires: Le CRPG de Nancy, l'IMPMC de Paris, et le LMV de Clermont-Ferrant. Le consortium mutualisera ses connaissances et ses équipements expérimentaux et analytiques uniques. Le/la doctorant(e) s’épanouira donc dans un environnement scientifique riche, complémentaire et formateur.

En plus du staff présent à l’ISTO (Anéta Slodczyk et Rémi Champallier), un ingénieur est chargé sur GASTON pour aider à la mise en place d’un système de prélèvement et d’analyse de la phase vapeur équilibrée, à P et T, avec un liquide basaltique. Le/La doctorant(e) bénéficiera donc d’un soutien scientifique et technique efficace et spécifique réduisant la prise de risque inhérente au déploiement de technologies nouvelles en conditions extrêmes. Des solutions de replies en cas de difficultés non-anticipées sont aussi identifiées.
L’expérimentation devra élucider les mystères de la spéciation de l’azote dans les magmas : les espèces N2 sont attendues mais des complexes H…N, C…N, et N…Ox devront être caractérisés dans l’espace des paramètres P-T-fO2. Notons que l’observation de NitrOx volcanique est une réalité environnementale mais que leur origine magmatique est incertaine donnant un intérêt supplémentaire à l’étude. Pour le soufre, les espèces réduites et oxydés sont connues, mais leur frontière dans l’espace des paramètres P-T-fO2 est incertaine. Ces données expérimentales seront intégrées à un modèle de dégazage multi-composant.

Profils

Nous recherchons un candidat avec une solide expérience en expérimentation haute pression - haute température et/ou en thermodynamique des hautes températures sur des fluides et liquides fondus et/ou en structure des liquides silicatés
Langage: Français et Anglais

 

Les étudiants intéressés doivent contacter Fabrice Gaillard (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.) avant le 23 Avril 2019.